La portabilidad y la impresión 3D no son conceptos que no pensarías en conciliar. Difícilmente los encontraría mencionados en la misma oración. En su mayor parte, las impresoras 3D se consideran equipos estáticos en el taller de alguien que necesitan tener una fuente de alimentación estable y pueden funcionar durante casi un día entero.
Dejando de lado la practicidad, es un ejercicio que vale la pena contemplar cómo hacer que las impresoras 3D, específicamente las impresoras FDM, sean más portátiles. La primera orden del día es darle poder. ¿Será posible alimentar una impresora 3D con batería?
¿Cuánta potencia necesita una impresora 3D?
El mayor obstáculo para diseñar una impresora 3D portátil es su requerimiento de energía. Una impresora 3D tiene muchas operaciones que consumen mucha energía. Además del elemento calefactor que derrite el filamento, la impresora también necesita energía para hacer funcionar los motores paso a paso que hacen que el cabezal de impresión se mueva, así como el tablero de control que actúa como el «cerebro» de la impresora 3D.
No hay una respuesta única a la pregunta planteada anteriormente. El consumo de energía real de una impresora 3D depende de muchas variables. ¿La impresora tiene una cama de impresión caliente? ¿Cuál es la temperatura de consigna de la extrusora? ¿Qué tan rápido se mueve el cabezal de impresión y qué tan pesado es?
El consumo de energía de las impresoras 3D puede variar ampliamente entre diferentes modelos. Por ejemplo, la Monoprice Mini Delta necesita unos 60 W de potencia durante la impresión. Por otro lado, el mucho más grande Flashforge Creator Pro puede consumir un máximo de 300 W. Los factores externos también pueden afectar esto, como el efecto de enfriamiento de una corriente de aire externa.
Lo que esto implica es que una impresora 3D debe diseñarse deliberadamente para que sea portátil para que tenga la posibilidad de tener éxito. Alimentar una impresora 3D estándar con una batería cuando claramente fue diseñada para funcionar con una conexión por cable es una tarea mucho más desalentadora.
Diseño de una impresora 3D alimentada por batería
Afortunadamente para nosotros, algunas personas ya comenzaron a hacer esta pregunta hace unos años y han ofrecido soluciones convincentes.
Uno de los ejemplos notables es la impresora 3D de escritorio Printrbot Play que ha sido modificada por YouTuber Thomas Sanladerer. Una impresora 3D compacta, Printrbot Play tiene un volumen de construcción de 100 x 100 x 130 milímetros y no tiene una cama caliente. Un conjunto de seis baterías 7.2 Sony NP-F proporciona energía a la impresora 3D a través de convertidores de CC/CC que permiten aumentar los 12 V que necesita la impresora.
Printrbot Play puede funcionar hasta seis horas con la batería. Para hacer que la impresora 3D sea aún más portátil, se modificó con un dongle Wi-Fi para conectarse de forma inalámbrica con una computadora portátil o un teléfono inteligente.
Para algo un poco más comercial, miramos el Pbag diseñado por Giussepe Izzo. El diseño propuesto para la Pbag es una impresora 3D completamente funcional que cabe completamente en una maleta con ruedas. Está destinado a tener un volumen de construcción de 250 x 250 x 200 milímetros y funcionar con baterías hasta por 12 horas.
La mala noticia es que el Pbag ni siquiera existe todavía. Se lanzó una convocatoria de financiación para Pbag como una campaña de Indiegogo en 2015, pero no logró su objetivo. Quizás el concepto se adelantó a su tiempo: la impresión 3D no era tan popular hace seis años. No hay información sobre si Izzo volvió a intentar obtener fondos para el desarrollo de Pbag o si pasó a otros proyectos. Quizás este fue otro caso de un proyecto que fue un poco demasiado ambicioso.
Para un proyecto que parece tener más piernas, llamamos la atención sobre la startup italiana 3Drap. En 2017, la empresa lanzó una campaña de Kickstarter para la impresora Poly 3D, una impresora 3D alimentada por batería fabricada con material PHA respetuoso con el medio ambiente. Esta impresora 3D reciclada intenta matar a varios pájaros de un tiro. No solo es más sostenible que su impresora 3D promedio, sino que también fue diseñada para ser una multiherramienta con cabezales de herramientas intercambiables.
Lo bueno de la impresora Poly 3D es que es un proyecto de código abierto. Si ya tiene una impresora 3D, todos los archivos y modelos para construir su propio Poly se pueden descargar de forma gratuita. 3Drap también proporciona piezas de plástico prefabricadas para aquellos que no tienen impresoras 3D.
Si necesita más pruebas de que es posible hacer funcionar una impresora 3D con baterías, entonces podemos echar un vistazo al proyecto escolar realizado por el usuario de Reddit BingoFishy, un estudiante de secundaria. Esta es una impresora 3D muy pequeña que es aproximadamente tan alta como un teléfono inteligente y tiene un volumen de construcción de solo 50 x 50 x 46 milímetros. Utilizando principalmente componentes listos para usar, este proyecto de escuela secundaria parece aún más profesional en comparación con las otras impresoras 3D en esta lista.
El conjunto de baterías integradas de la impresora 3D constaba de seis baterías de iones de litio de 5300 mAh. Tiene una placa Raspberry Pi con Octoprint y puede funcionar durante unas tres horas de tiempo de impresión. De acuerdo, tres horas no es mucho tiempo: esta impresora 3D es más una exhibición de feria de ciencias que un producto que puede vender. Aún así, es bastante impresionante lo que un estudiante de secundaria que trabaja con componentes listos para usar puede lograr.
Para ir finalizando
Como han demostrado los ejemplos del mundo real, es técnicamente posible hacer funcionar una impresora 3D con batería. Sin duda hay algunas limitaciones a tener en cuenta. Las impresoras 3D que funcionan con baterías suelen ser pequeñas y pueden funcionar durante unas pocas horas. Tampoco debe esperar que uno imprima con materiales de filamento más desafiantes como ABS o nailon.
Ahora que las impresoras 3D se han vuelto mucho más populares, no será sorprendente ver que más empresas intenten penetrar en este mercado. Ciertamente hay algo de potencial aquí, especialmente dado que las baterías han mejorado mucho en los últimos años.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro de seguridad contra incendios.